引言
重庆市依托建设全国公共建筑节能改造重点城市的契机,全面推行合同能源管理模式(EMC)在公共建筑节能改造中的应用. 南桐矿业公司总医院(以下简称南桐总医院)系采用该模式实施节能改造的示范项目, 本文通过对南桐总医院改造过程进行分析, 总结了运用合同能源管理在医院类项目上进行节能改造的经验.
1项目基本概况
南桐总医院位于重庆市万盛区,是集医疗、教学、科研、预防、社区服务为一体的综合性二级甲等医院. 本次能源改造包括南桐总医院门诊大楼、住院部、办公楼和药剂室等4栋建筑,合计改造面积26488.18㎡. 其中住院部、办公楼均为2000年建造的砖混结构大楼. 门诊部使用集中空调系统承担建筑夏季冷负荷和冬季热负荷; 住院部和办公楼采用分体式空调机调控室内热湿环境.
2医院能耗现状分析与节能诊断
2.1 能耗现状
根据2012年的能源消耗记录台帐统计, 该医院能源消耗以电能为主,2012年用电总量为1608500kW·h, 建筑单位面积能耗为60.72kW·h/m2,单位电费为50.28元/m2,2012年医院的每月的耗电量如图1所示. 分析可知,医院每月用电量呈现出较为明显的季节性,因7-9月重庆地区高温高湿天气,用电量较大, 其中又以8月最大, 且8月份空调负荷占该月总电负荷的55.02%,空调制冷负荷较高 ;12~3月因冬季供暖 ,电耗也相对较高;且10月电耗仅为8月的1/5,电耗呈现出较大的波动性.
2.2 节能诊断[1-3]
在对该医院能耗分析基础上,对空调系统、照明系统、电梯等主要用能系统和运行管理存在的主要问题进行了诊断分析.
2.2.1 空调系统
该医院中央空调系统设有主机,冷冻水泵、冷却水泵各两台,均没有采取任何智控措施,主机和水泵均处于粗放式的运作状态,实际出现最大冷热负荷的时间每年不超过14%,而日常空调水泵电机也满负荷运行,不仅造成极大的能源浪费,也增加了水泵的日常维护费用. 建筑物内安装有194台分体空调和15台窗机,由于分体空调数量众多,人员流动性较大,使得带人体感应的智能变频措施具有较大的可行性和必要性. 且统计得到医院所有空调设备安装总功率为510.96kW, 建筑总制冷量为2192.5kW, 其配置单位面积冷指标为82.77W/㎡,空调设备用电量约占总量的33%,而夏季则高达总用电量的55%~60%,说明对空调设备的节能改造是必要的.
2.2.2 照明系统
该医院照明分为三大类, 办公室和部分病房照明采用双管格栅荧光灯盘,光源采用36W的T8双端荧光灯;过道和部分医疗室采用三管格栅荧光灯盘, 光源采用18W的T8双端荧光灯;门诊部大厅采用26W筒灯,光源采用紧凑型或螺旋管节能灯. 照明装机功率约为92.37kW,照明开关采用分组控制. 照明系统平均每天使用11h,约占总用电量的25%. 由于大部分均采用传统的荧光灯照明,功率因数和光效都较差,如若用新型节能灯替换有较大的节能空间,至少可单项节能40%[4],应替换改造.
2.2.3 电梯系统及其他
该医院共有6部电梯,住院部共2部、门诊部4部,平时全部投入使用, 速度1m/s, 控制方式为VVVF, 每部电梯功率约为15kW,合计装机功率约为60kW,平均每天使用7h. 占总用电约7%,可通过安装电梯电能回馈装置[5]实现节能运行.其他的办公设备即电脑、打印机、开水器等室内插座用电合计约占总用电量的15%.
2.2.4 运行管理
由于该医院用能结构比较复杂,各重点用能系统(空调系统、照明系统、室内设备、医疗设备等)的日常操作由工作人员自行控制,而相关设备的维护则由设备厂家完成,因此在系统设备管理方面,医院并未设置专业技术人员予以管理,行为节能空间较大.
3采取的主要节能改造措施及效果评价
3.1 改造采用的主要技术措施
根据节能诊断分析,主要采取以下措施进行改造.
(1) 建立能耗监控系统. 为了实现建筑能耗数据的实时高效分项采集和科学管理, 本次改造对建筑安装了能耗监控管理系统,为今后不断提高能效和制定节能策略提供支撑.
(2) 对空调系统实施节能改造. 一是对分体空调系统,采用安装节能控制器的措施,可使整个空调系统节能20%,住院部一年中有100d的时间需使用空调,每天使用10h,电费单价为0.828元/度,则每年节约电费27379元;办公楼一年中有100d的时间需使用空调,每天使用8h,每年节约电费2920元. 分体式空调系统改造后能节约电费30299元/年. 二是对集中空调系统,由于该医院中央空调系统缺乏智控措施,节能改造采用电机节能和嵌入式技术实现中央空调系统的整体节能效果. 首先采集影响中央空调系统运行的出水温度、 入水温度和流量信息, 上述信息通过嵌入式系统推算出系统该时刻所需的冷量(或热量),根据出入水温差进行闭环PLC自动调节空调水系统的循环,同时通过流量分析水系统运行状态,当流量接近报警值时自动调节,保证了设备的安全稳定运行,从而实现综合优化节能 . 中央空调耗能由改造前的246450kW·h 降 为208950kW·h,节约电费31050元/年.
(3) 对照明系统实施节能改造. 选择色温和频谱相对接近的管中管节能灯,主要针对楼层走道、病房和办公室等公共区域进行升级替换, 其中12W管中管灯具1863支,20W管中管灯具1316支. 进行替换的管中管节能灯是一种T8转T5式的新型节能产品,替换传统的电感式T8日光灯,能节省40%~70%的照明用电,节约用电165514度/年.
(4) 对电梯系统实施节能改造. 电梯系统节能则采用安装电能回馈装置,安装后电梯节能率以30%计算,节约电费58751元/年.
综上所述,该医院每年可节省能耗316403O,改造后节能率可达25%,每年节约电费261980元.
3.2 改造前后节能效果实测对比
改造后对医院部分区域的照明插座、 电梯和分体空调进行了为期一周的实测,其节能效果详见表1至表3。
4合同能源管理投资回报分析
该项目合同能源管理公司的投资回报分析如表4所示,合同能源管理公司通过节能效益分享和国家节能补贴资金能在3年左右时间回收项目的投资.
5结束语
医院建筑能耗主要为电能, 而电能消耗又以空调系统和照明系统使用为主. 重庆地区夏季空调系统能耗高,全年负荷波动较大. 在2005年以前建设的医院建筑由于缺乏科学有效的能耗分项监测及分析, 节能改造时可加强能耗监管平台的建立和对空调系统、照明系统的改造,不仅成本低,且节能效果显着. 同时,采用合同能源管理模式进行医院类建筑节能改造从技术经济分析是完全可行的.
参考文献:
[1] 薛志峰,江亿.北京市大型公共建筑用能现状与节能潜力分析[J].暖通空调,2004,34(9).
[2] 廖袖锋,董孟能,张东林,等.重庆市大型公共建筑能源管理现状分析[J].土木建筑与环境工程,2012(S1).
[3] 陈玺.浅谈办公建筑中央空调设计节能措施[J].中国科技信息,2005(13):144-145.
[4] 骆柳春.低碳经济下的LED节能灯应用及技术分析[J].科技风,2012(22).
[5] 赵继强.电梯能量回馈装置的电能质量综合评估方法研究[J].中国科技投资,2013(33).
[6] 江亿,薛志峰.北京市建筑用能现状与节能途径分析[J].暖通空调,2004,34.
